耐高溫離心風(fēng)機(jī)的點(diǎn)和難點(diǎn)在于以、高壓、節(jié)能為風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，要求產(chǎn)品性能達(dá)到或接近高壓、技術(shù)水平的先進(jìn)水平。但風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)是互補(bǔ)的、矛盾的。工作壓力的增加也會(huì)導(dǎo)致電耗和噪聲水平的提高，這是風(fēng)機(jī)常見的技術(shù)問題。如何使風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，提高風(fēng)機(jī)的整體性能，不僅關(guān)系到單個(gè)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，而且關(guān)系到材料、制造、加工工藝和裝配精度的優(yōu)化。因此，這是一個(gè)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行整體優(yōu)化的系統(tǒng)工程，是耐高溫離心風(fēng)機(jī)較大的技術(shù)難點(diǎn)。耐高溫離心風(fēng)機(jī)改善計(jì)劃及成果分析在完成斜槽式離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場分析后，根據(jù)風(fēng)機(jī)的內(nèi)部活動(dòng)狀況和合作單位提出的功能指標(biāo)(壓力在5000Pa以上，而且盡量進(jìn)步風(fēng)機(jī)的功率),對(duì)風(fēng)機(jī)提出針對(duì)性的改善計(jì)劃，來改善風(fēng)機(jī)的內(nèi)部活動(dòng)狀況，從而進(jìn)步風(fēng)機(jī)的整體功能。

另外，耐高溫離心風(fēng)機(jī)的點(diǎn)如下：

（1）通過對(duì)斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)的數(shù)值計(jì)算和內(nèi)部流動(dòng)特性分析，對(duì)樣機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，并提出了各種改進(jìn)方案。通過延長斜槽風(fēng)機(jī)的短葉片，降低了風(fēng)機(jī)所需的扭矩，提高了風(fēng)機(jī)的效率；耐高溫離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)蝸舌流線圖表明，當(dāng)氣體流經(jīng)樣機(jī)蝸舌位置時(shí)，大量氣體通過蝸舌與葉輪之間的間隙T流回蝸殼，流量損失較大。通過向外延伸風(fēng)機(jī)的長葉片和短葉片，提高了風(fēng)機(jī)的效率。大型風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)半徑可以增加風(fēng)機(jī)的總壓力，但效率基本不變。減小樣機(jī)葉輪與蝸殼舌之間的間隙，不僅可以提高風(fēng)機(jī)的總壓，而且可以提高風(fēng)機(jī)效率2.1%。為XQ斜槽風(fēng)機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)和完善提供了良好的參考。

（2）取消原耐高溫離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)葉輪流道橫截面積逐漸變化的原理，建立了風(fēng)機(jī)葉片型線成形的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)該數(shù)學(xué)模型完成了風(fēng)機(jī)葉片型線的設(shè)計(jì)。葉片的“雙圓弧”設(shè)計(jì)被原來復(fù)雜的“多圓弧”設(shè)計(jì)思想所取代，從而改善了原模型低壓低效的缺點(diǎn)。

（3）放棄傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法，以數(shù)值計(jì)算方法為主要研究手段，改進(jìn)耐高溫離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)，降低風(fēng)機(jī)的開發(fā)成本和周期，加快離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

耐高溫離心風(fēng)機(jī)采用SolidWorks三維建模軟件對(duì)斜通道離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了三維建模，對(duì)整個(gè)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了建模。由于斜槽風(fēng)機(jī)葉片采用無氣鋼板焊接而成，為了簡化網(wǎng)格生成，提高網(wǎng)格質(zhì)量，采用無厚度曲面建立了離心風(fēng)機(jī)的三維模型。耐高溫離心風(fēng)機(jī)的網(wǎng)格生成方法可分為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。一般來說，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計(jì)算的收斂速度是快而好的。然而，在一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，很難生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成過程中，邊上節(jié)點(diǎn)的數(shù)目發(fā)生變化，往往導(dǎo)致相應(yīng)的邊節(jié)點(diǎn)發(fā)生許多變化。網(wǎng)格生成通常占用CFD分析師的大部分時(shí)間。針對(duì)這一問題，本文采用混合網(wǎng)格對(duì)耐高溫離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，即結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格相結(jié)合的方法。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格用于劃分葉輪的葉片通道。由于葉片位于葉輪各通道的連接處，葉片為非線性結(jié)構(gòu)。在劃分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生負(fù)體積。因此，采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分進(jìn)氣道上部，并對(duì)靠近壁面和葉片的網(wǎng)格進(jìn)行加密。邊界附近層的厚度為0.01 mm，這確保壁上的Y 值在湍流模型要求的范圍內(nèi)。（1）滿負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)：鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)氧含量維持在2?？紤]到后期改善耐高溫離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的便利性，葉輪與蝸殼分開嚙合，并在相應(yīng)的表面建立接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。葉輪外場計(jì)算網(wǎng)格為1224917殼體和1281713網(wǎng)格。

風(fēng)機(jī)葉輪參數(shù)選擇葉輪是風(fēng)機(jī)的主要部件，葉片是將能量傳遞給流體的部件。因此，風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)與風(fēng)機(jī)所需的流量和壓力有很大的關(guān)系。目前國內(nèi)外葉輪主要尺寸的選擇方法不同。這是一種廣泛使用的方法。耐高溫離心風(fēng)機(jī)總壓tfp與葉輪外徑、轉(zhuǎn)速n和葉片出口安裝角的關(guān)系，確定耐高溫離心風(fēng)機(jī)葉輪的外徑。下面逐步介紹了風(fēng)機(jī)葉輪參數(shù)的選擇方法。原型斜槽風(fēng)機(jī)出口安裝角度為140度。增大前向離心風(fēng)機(jī)葉片的出口安裝角，不僅可以提高風(fēng)機(jī)的總壓，而且可以增加噪聲，降低風(fēng)機(jī)的效率。為了降低設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的噪聲值，提高風(fēng)機(jī)的效率，選用葉片出口安裝角2aβ為120度。在實(shí)際應(yīng)用中，總壓系數(shù)不僅與葉片出口安裝角有關(guān)，而且與葉輪的相對(duì)幾何尺寸有關(guān)。通常，風(fēng)扇的比轉(zhuǎn)速用來表示葉輪的不同幾何形式。在風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速和葉片出口安裝角選擇完畢后，根據(jù)風(fēng)機(jī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)繪制了耐高溫離心風(fēng)機(jī)總壓系數(shù)與葉片出口安裝角（at2~beta_u）曲線的關(guān)系，并進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，采用數(shù)值計(jì)算方法可以簡單、準(zhǔn)確地得到給定子午線分布的葉輪子午線輪廓。已完成風(fēng)機(jī)總壓系數(shù)的計(jì)算。

針對(duì)耐高溫離心風(fēng)機(jī)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)使用不足、建模周期長的問題，提出了一種基于較小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）和拉丁超立方體采樣（LHS）的大型離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)方法。以出口壓力作為衡量離心風(fēng)機(jī)性能的指標(biāo)，采用LSSVM建立離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)模型。采用LHS方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)的進(jìn)口溫度、進(jìn)口壓力、進(jìn)口流量和轉(zhuǎn)速進(jìn)行了采集，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸1化處理，用于LSSVM模型的訓(xùn)練。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。有效性。結(jié)果表明，耐高溫離心風(fēng)機(jī)基于LSSVM和LHS的大型離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)方法能夠充分利用現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)信息，快速、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)性能。離心風(fēng)機(jī)的主要作用是保證空氣供給，稀釋有害氣體，降低煤塵濃度，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。通風(fēng)機(jī)性能穩(wěn)定直接關(guān)系到地下設(shè)備的可靠運(yùn)行和人員的安全。一般情況下，稱蝸殼與轉(zhuǎn)軸之間的走漏為外走漏，但由于外走漏的值比較小，一般忽略不計(jì)。耐高溫離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)控制和運(yùn)行優(yōu)化是建立在準(zhǔn)確的性能預(yù)測(cè)模型基礎(chǔ)上的，因此建立準(zhǔn)確的風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)模型具有十分重要的意義。

建立耐高溫離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)模型的主要方法有三種：

（1）應(yīng)用數(shù)學(xué)、流體力學(xué)和流場理論建立離心風(fēng)機(jī)模型，預(yù)測(cè)離心風(fēng)機(jī)的性能。

（2）實(shí)驗(yàn)方法是利用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，建立離心風(fēng)機(jī)在各種工況下的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?

（3）基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用各種CFD（計(jì)算流體力學(xué)）數(shù)值模擬技術(shù)建立離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)模型。